[发明专利]超声波辐射器

说明书

技术领域

本发明涉及超声清洗和超声乳化等其它超声波液体处理技术，更具体地说，涉及在液体中产生超声波的一种超声波辐射器。

背景技术

目前，超声波清洗和其它液体处理技术已得到广泛的应用，它主要是通过换能器产生高频机械振动，然后向液体中辐射超声波，在液体中产生诸如“空化作用”等物理效应，达到对物品的清洗和处理目的。

对于酒瓶、试管等细长管或深孔内壁的清洗，要求超声波辐射器能把声波有效地传送到管或孔内。目前，通常采用纵向振动长杆作为辐射器，作为辐射面的只是其一个端面，因此辐射面积小，超声振动系统的电声效率低。另外，还要求辐射端面在整个清洗范围内移动，所以清洗时间长，操作不便。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述超声波辐射器的缺陷，提供一种辐射面积大、电声效率高的超声波辐射器。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种超声波辐射器，包括一端或两端设有换能器的辐射棒，所述辐射棒四周开有环形槽，所述环形槽包括两个相对、能辐射出超声波的环形辐射面。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽中两辐射面的轴向投影长度均小于或等于1/4超声波等效波长的长度；所述环形槽中的两辐射面之间的轴向间距为(1/2+N)倍超声波等效波长的长度，其中N为非负整数且能保证所述辐射棒上至少有一个环形槽。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽为多个，且相邻两个环形槽之间的间距为整数倍超声波等效半波长的长度。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽中两辐射面的轴向投影长度均小于或等于1/4超声波等效波长的长度，所述环形槽中的两辐射面之间的轴向间距为(1/4+N)倍超声波等效波长的长度，其中N为非负整数且能保证所述辐射棒上至少有一个环形槽。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽为多个，且相邻两个环形槽之间的间距为M倍超声波等效半波长的长度，其中M为大于2N的整数。

在本发明所述超声波辐射器中，相邻两个所述环形槽之间的间距为一个超声波等效半波长的长度。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽的截面形状为三角形或矩形或梯形。

在本发明所述超声波辐射器中，所述环形槽的两辐射面为两曲面。

实施本发明的超声波辐射器，具有以下有益效果：通过在辐射棒的四周开设环形槽，每个环形槽均使该辐射棒增加了两个辐射面，多个环形槽的设置使得辐射器的总辐射面积增大，提高了电声转换效率，从而使得该超声波辐射器在同一位置上能够同时对待处理物品的多处进行处理，进而缩短了处理时间，提高了工作效率。由于对环形槽的设置位置进行了选择，使得同一环形槽中的两个辐射面的振动基本反相，辐射出的超声波形成的迭加声场增强，从而使得辐射器的辐射效果增强，其清洗和处理能力更强。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明超声波辐射器第一实施例的结构和振幅分布对应的示意图；

图2是本发明超声波辐射器第二实施例的结构和振幅分布对应的示意图；

图3是本发明超声波辐射器第三实施例的结构和振幅分布对应的示意图；

图4是本发明超声波辐射器第四实施例的结构和振幅分布对应的示意图。

具体实施方式

图1所示的上半部分为本发明所述超声波辐射器第一实施例的结构示意图，其下半部分为振幅分布示意图。如图1上半部分所示，在本发明的超声波辐射器第一实施例中，包括辐射棒10和设置在所述辐射棒10一端的换能器20。其中，所述换能器20能够给所述辐射棒10提供高频机械振动，也可以在辐射棒10的两端设置换能器。所述辐射棒10的横截面形状可以为圆形、矩形、以及其他与待处理的细长管或深孔壁形状相适应的形状，该辐射棒10周围开设有多个环形槽30，所述环形槽30的截面形状为梯形，包括两个环形辐射面31、32。使用时，辐射棒10在换能器20的作用下产生振动，利用超声波的“空化作用”实现对待处理细长管或深孔壁的清洗，除辐射棒10的端面能辐射出超声波外，每个所述环形槽30的辐射面均能辐射出超声波，提高了换能器20的电声转换效率、增加了该超声波辐射器的辐射范围，使其在同一位置上能够同时清洗待处理物品的多处，进而缩短了处理时间，提高了工作效率。